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网站建设培训的心得成都最好的seo外包

wzjs 2025/8/6 14:59:54

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创建型模式

简单工厂

介绍：

简单工厂是一种编程习惯，也是一种建造型设计模式，提供了一种对象创建方式，无需向客户端暴露对象创建逻辑，只需要知道接口，即可创建不同的对象。

例子：

假设我们要创建不同类型的形状（如圆形、矩形等），我们可以使用简单工厂模式来实现。

Shape接口

public interface Shape {void draw();
}

Circle类

public class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a Circle");}
}

Rectangle类

public class Rectangle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a Rectangle");}
}

ShapeFactory类

public class ShapeFactory {// 使用 getShape 方法获取形状类型的对象public static Shape getShape(String shapeType) {if (shapeType == null) {return null;}if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {return new Circle();} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) {return new Rectangle();}return null;}
}

客户端代码

public class Client {public static void main(String[] args) {Shape shape1 = ShapeFactory.getShape("CIRCLE");shape1.draw();Shape shape2 = ShapeFactory.getShape("RECTANGLE");shape2.draw();}
}

UML图

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优点

降低耦合度：将逻辑代码封装到工厂类中，客户端不需要知道创建的逻辑，只需要调用工厂方法即可，降低客户端的耦合度。

提高可扩展性：后续需要添加产品，只需要在工厂类扩展即可，不需要修改客户端代码，符合开闭原则。

缺点

一定程度上违反开闭原则：虽然简化了客户端代码，但是需要扩展的时候还是需要修改工厂类的逻辑，在一定程度上违反了开闭原则。

工厂类职责过重：随着类型的增加，导致工厂的代码逻辑越来越重。

工厂方法

介绍：

工厂方法模式是一种创建型设计模式，提供 ··············了一个创建对象的接口，让子类(具体工厂)决定创建的对象。后续如果有型对象新增时，只需要新增具体工厂类和具体产品即可，不需要修改原来的代码，符合开闭原则。

角色·······························

产品接口：定义产品的规范，所有具体产品类都必须实现该接口。

具体产品类：实现了产品接口的具体类。

创建者接口：声明工厂方法，该方法返回一个产品对象。

具体创建者类：实现了创建者接口，负责实际创建具体产品类的实例。

例子

假设我们要创建不同类型的交通工具（如汽车、自行车等），可以使用工厂方法模式来实现。

产品接口

// 产品接口
public interface Vehicle {void drive();
}

具体产品类

// 具体产品类 - 汽车
public class Car implements Vehicle {@Overridepublic void drive() {System.out.println("Driving a Car");}
}// 具体产品类 - 自行车
public class Bicycle implements Vehicle {@Overridepublic void drive() {System.out.println("Riding a Bicycle");}
}

创建者接口

// 创建者接口
public abstract class VehicleFactory {// 工厂方法public abstract Vehicle createVehicle();
}

具体创建者类

// 具体创建者类 - 汽车工厂
public class CarFactory extends VehicleFactory {@Overridepublic Vehicle createVehicle() {return new Car();}
}// 具体创建者类 - 自行车工厂
public class BicycleFactory extends VehicleFactory {@Overridepublic Vehicle createVehicle() {return new Bicycle();}
}

客户端代码

public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建汽车工厂并生产汽车VehicleFactory carFactory = new CarFactory();Vehicle car = carFactory.createVehicle();car.drive();// 创建自行车工厂并生产自行车VehicleFactory bicycleFactory = new BicycleFactory();Vehicle bicycle = bicycleFactory.createVehicle();bicycle.drive();}
}

UML

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优点

开闭原则：新产品的添加不需要修改原有代码，符合开闭原则。

提高灵活性和可扩展性：客户端可以根据不同需求选择不同工厂创建对象。

职责单一：每一个类只负责创建一种产品。

缺点

类爆炸：随着系统的维护，类会越来越多，增加系统复杂性。

客户端需要了解工厂类：客户端需要知道创建的对象使用哪一个工厂创建。

抽象工厂

介绍

抽象工厂是一种创建型设计模式，提供了一个接口，用于创建一系类相关或相互依赖的对象，不需要指定具体的类。通常定义一个抽象工厂接口，由实现类决定创建的具体产品族

角色

抽象产品接口：定义每一类产品的规范，所有具体产品类都必须实现这些接口。

具体产品类：实现了抽象产品接口的具体类，通常每个具体工厂类会创建一组具体的产品。

抽象工厂接口：声明创建一系列相关产品的方法。

具体工厂类：实现了抽象工厂接口，负责实际创建具体的产品族。

例子

抽象产品接口

// 抽象产品接口 - 按钮
public interface Button {void render();
}// 抽象产品接口 - 复选框
public interface Checkbox {void render();
}

具体产品类

// 具体产品类 - Windows按钮
public class WindowsButton implements Button {@Overridepublic void render() {System.out.println("Rendering a Windows button.");}
}// 具体产品类 - Mac按钮
public class MacButton implements Button {@Overridepublic void render() {System.out.println("Rendering a Mac button.");}
}// 具体产品类 - Windows复选框
public class WindowsCheckbox implements Checkbox {@Overridepublic void render() {System.out.println("Rendering a Windows checkbox.");}
}// 具体产品类 - Mac复选框
public class MacCheckbox implements Checkbox {@Overridepublic void render() {System.out.println("Rendering a Mac checkbox.");}
}

抽象工厂接口

// 抽象工厂接口
public interface GUIFactory {Button createButton();Checkbox createCheckbox();
}

具体工厂类

// 具体工厂类 - Windows工厂
public class WindowsFactory implements GUIFactory {@Overridepublic Button createButton() {return new WindowsButton();}@Overridepublic Checkbox createCheckbox() {return new WindowsCheckbox();}
}// 具体工厂类 - Mac工厂
public class MacFactory implements GUIFactory {@Overridepublic Button createButton() {return new MacButton();}@Overridepublic Checkbox createCheckbox() {return new MacCheckbox();}
}

客户端代码

public class Client {private Button button;private Checkbox checkbox;public Client(GUIFactory factory) {button = factory.createButton();checkbox = factory.createCheckbox();}public void renderUI() {button.render();checkbox.render();}public static void main(String[] args) {// 创建Windows主题的UIGUIFactory windowsFactory = new WindowsFactory();Client windowsClient = new Client(windowsFactory);windowsClient.renderUI();// 创建Mac主题的UIGUIFactory macFactory = new MacFactory();Client macClient = new Client(macFactory);macClient.renderUI();}
}

UML

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抽象工厂和工厂方法的区别

目的：工厂方法模式，定义一个创建单一产品对象的接口，让子类决定具体的实例化对象，抽象工厂方法模式，定义一个接口，用户创建一系类相关或相互依赖的接口，不需要指定他们具体的类。
关注点：工厂方法模式关注单一产品，抽象工厂模式关注一整套相关产品。

建造者模式

介绍

建造者模式是一种创建型设计模式，他允许你分步骤的创建一个复杂对象，它的目的是让一个复杂对象的构建和表示进行分离，使得不同的构建过程能够的到不同的表示。

例如我要配置一台电脑，我有好几个方案，方案一是配置为(4060显卡，32G内存，1T硬盘空间)，方案二是配置为(3050显卡，16G内存，512G硬盘空间)，我根据我的需要告诉装机师傅，我要按照什么方案配置，按照方案一配置一台性能好的电脑，按照方案二配置一台性能弱一点的电脑，我的电脑就是产品，方案就是具体建造者，师傅就是指挥者，这个过程实现了构建与表示分离，可以根据不同的构建方案出现不同的表示(电脑)。

角色

产品：一个复杂的对象
抽象建造者：定义了创建复杂产品个个内容的抽象方法。
具体建造者：实现了抽象建造者的接口，有它决定每一个内容的具体创建
指挥者：由他嗲用建造者的方法，决定整个构建过程。

例子

// 产品类：电脑
class Computer {private String cpu;private String memory;private String hardDisk;public void setCpu(String cpu) {this.cpu = cpu;}public void setMemory(String memory) {this.memory = memory;}public void setHardDisk(String hardDisk) {this.hardDisk = hardDisk;}@Overridepublic String toString() {return "CPU: " + cpu + ", Memory: " + memory + ", Hard Disk: " + hardDisk;}
}// 抽象建造者类
abstract class ComputerBuilder {protected Computer computer;public ComputerBuilder() {this.computer = new Computer();}public abstract void setCPU(String cpu);public abstract void setMemory(String memory);public abstract void setHardDisk(String hardDisk);public Computer getComputer() {return computer;}
}// 具体建造者类：组装特定配置的电脑
class GamingComputerBuilder extends ComputerBuilder {@Overridepublic void setCPU(String cpu) {computer.setCpu(cpu);}@Overridepublic void setMemory(String memory) {computer.setMemory(memory);}@Overridepublic void setHardDisk(String hardDisk) {computer.setHardDisk(hardDisk);}
}// 指挥者类
class Director {private ComputerBuilder builder;public Director(ComputerBuilder builder) {this.builder = builder;}public Computer constructComputer() {builder.setCPU("Intel i9");builder.setMemory("32GB");builder.setHardDisk("1TB SSD");return builder.getComputer();}
}// 主类，测试建造者模式
public class BuilderPatternExample {public static void main(String[] args) {// 创建具体建造者GamingComputerBuilder gamingBuilder = new GamingComputerBuilder();// 创建指挥者，并传入具体建造者Director director = new Director(gamingBuilder);// 指挥者构建电脑Computer gamingComputer = director.constructComputer();System.out.println(gamingComputer);}
}

UML

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单例模式

介绍

单例模式是一种创建型的设计模式，确保一个类只有一个实例化对象，并提供一个全局访问点，访问该对象。

饿汉模式

在类加载的时候初始化对象。

// 饿汉式单例模式
public class EagerSingleton {// 在类加载时就创建好单例对象private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton();// 私有构造函数，防止外部通过 new 创建实例private EagerSingleton() {}// 提供一个全局访问点public static EagerSingleton getInstance() {return INSTANCE;}
}

优点：实现简单，线程安全。

缺点：如果对象占用资源很多，一开始实例化又不使用，占用大量资源。

懒汉模式(非线程安全)

在类第一次调用的时候再初始化。

// 懒汉式单例模式（非线程安全）
public class LazySingleton {private static LazySingleton INSTANCE;private LazySingleton() {}public static LazySingleton getInstance() {if (INSTANCE == null) {INSTANCE = new LazySingleton();}return INSTANCE;}
}

懒汉式单例（线程安全，加锁）

// 懒汉式单例模式（线程安全，加锁）
public class ThreadSafeLazySingleton {private static ThreadSafeLazySingleton INSTANCE;private ThreadSafeLazySingleton() {}public static synchronized ThreadSafeLazySingleton getInstance() {if (INSTANCE == null) {INSTANCE = new ThreadSafeLazySingleton();}return INSTANCE;}
}

双重检查锁（DCL）单例

// 双重检查锁单例模式
public class DclSingleton {// 使用 volatile 关键字保证可见性和禁止指令重排private static volatile DclSingleton INSTANCE;private DclSingleton() {}public static DclSingleton getInstance() {if (INSTANCE == null) {synchronized (DclSingleton.class) {if (INSTANCE == null) {INSTANCE = new DclSingleton();}}}return INSTANCE;}
}